熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置制造方法
【專利摘要】一種熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置，屬于高爐頂燃式熱風(fēng)爐【技術(shù)領(lǐng)域】。包括：熱風(fēng)總管、熱風(fēng)支管、熱風(fēng)支管補(bǔ)償器、熱風(fēng)閥、熱風(fēng)爐爐殼。在熱風(fēng)爐爐殼5上設(shè)置熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)，在熱風(fēng)支管與熱風(fēng)總管連接的三岔口位置設(shè)置熱風(fēng)管道上大拉桿支座，然后利用兩組呈三角形布置的柔性大拉桿將熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)和柔性大拉桿支座連接成一體，連接方式采用焊接或螺栓連接。為方便連接可以設(shè)置連接板。優(yōu)點(diǎn)在于，能夠有效吸收熱風(fēng)爐爐殼上漲，減少管殼和爐殼的應(yīng)力，提高熱風(fēng)爐和管道的安全性，特別適用于熱風(fēng)出口較高、爐殼上漲量較大的頂燃式熱風(fēng)爐。
【專利說明】熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于高爐頂燃式熱風(fēng)爐【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是提供了一種熱風(fēng)管道三角形 柔性大拉桿裝置，克服了管道盲板力、同時(shí)還能吸收熱風(fēng)爐爐殼熱膨脹的拉桿，適用于煉鐵 工藝中熱風(fēng)爐的熱風(fēng)支管，用來連接熱風(fēng)爐和管道。

【背景技術(shù)】
[0002] 在高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展歷史中，熱風(fēng)爐的成功應(yīng)用無疑具有特殊的地位。高爐使 用熱風(fēng)冶煉為節(jié)約儲(chǔ)量有限的冶金焦、降低能源消耗、提高高爐產(chǎn)量、降低鋼鐵成本方面起 到了重要作用；同時(shí)也提高了能源的利用率、減少C02排放，對(duì)環(huán)境保護(hù)有著重要且積極的 影響。因此不斷的提高熱風(fēng)的溫度、壓力是高爐熱風(fēng)爐技術(shù)進(jìn)步的主要方向。隨著技術(shù)進(jìn) 步，熱風(fēng)溫度已經(jīng)由最初的149°C發(fā)展到最高1300°C的水平，熱風(fēng)爐爐內(nèi)最高溫度達(dá)到了 1450°C，爐內(nèi)壓力最高0· 5MPa。如何安全的輸送數(shù)量巨大、超高溫度和壓力的熱風(fēng)，是熱風(fēng) 爐技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。如果沒有處理好熱風(fēng)管道的問題，在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)管道過 熱、燒紅甚至爆炸的惡性事故，造成重大人員傷亡的慘劇。出現(xiàn)以上事故的一個(gè)原因就是熱 風(fēng)管道拉桿設(shè)計(jì)不合理，不能有效的解決受熱膨脹、盲板力帶來的影響，從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)疲 勞變形、發(fā)生事故。
[0003] 熱風(fēng)支管上的大拉桿一直是熱風(fēng)管道設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，以往的熱風(fēng)支管大拉桿常 見形式的平面布置如圖1、圖2。
[0004] 圖中：1是熱風(fēng)總管，2是熱風(fēng)支管，3是熱風(fēng)支管波紋補(bǔ)償器，4是熱風(fēng)閥，5是熱 風(fēng)爐爐殼，6是熱風(fēng)總管上的拉桿支座，7是拉桿與支座連接，8是熱風(fēng)支管大拉桿，9是長(zhǎng)度 調(diào)整螺母，10是拉桿與熱風(fēng)爐支座連接，11是熱風(fēng)爐上拉桿支座，。熱風(fēng)爐正常工作時(shí)，鋼 殼溫度為80?150°C，此時(shí)熱風(fēng)支管產(chǎn)生的膨脹由波紋補(bǔ)償器3來吸收，而鼓風(fēng)產(chǎn)生的盲 板力則由6、7、8、9、10、11組成的組合裝置來承受。為了吸收熱風(fēng)爐爐殼在堅(jiān)直方向的膨 脹，在拉桿與支座連接的7、10處可以設(shè)置成銷軸或鉸鏈連接。這樣的形式雖然解決了鋼結(jié) 構(gòu)膨脹和盲板力的問題，但是由于盲板力很大，導(dǎo)致熱風(fēng)出口應(yīng)力集中，有可能造成支座11 與熱風(fēng)爐爐殼5之間的焊縫開裂，從而使整體結(jié)構(gòu)失效，另外巨大的盲板力還能夠造成熱 風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)支管2的鋼殼變形，從而使內(nèi)部耐火材料支撐結(jié)構(gòu)遭到破壞，爐內(nèi)高溫將 爐殼燒紅甚至燒穿的事故。
[0005] 隨著頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)的推廣應(yīng)用，熱風(fēng)支管2的位置變的更高，受熱膨脹以后 上升量更大，而且隨著高爐風(fēng)壓提高，管道盲板力也更高，傳統(tǒng)的熱風(fēng)支管拉桿8形式不能 穩(wěn)妥的解決熱風(fēng)支管2的受力和膨脹問題。國(guó)內(nèi)多座頂燃式熱風(fēng)爐在熱風(fēng)支管2、熱風(fēng)爐爐 殼5與熱風(fēng)支管2的連接處的問題上出現(xiàn)故障，在高爐生產(chǎn)的情況下處理起來非常困難，一 些熱風(fēng)爐只能帶病生產(chǎn)，非常危險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置，能夠有效的解 決頂燃式熱風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)支管2鋼結(jié)構(gòu)受熱以后的膨脹問題，同時(shí)保證鋼結(jié)構(gòu)，尤其是 熱風(fēng)爐爐殼5與熱風(fēng)支管2的交接處和熱風(fēng)支管2與熱風(fēng)總管1的三岔口在受到盲板力的 作用下不會(huì)發(fā)生過量變形，以保護(hù)砌筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高熱風(fēng)爐在生產(chǎn)操作時(shí)的安全性。
[0007] 本實(shí)用新型包括：熱風(fēng)總管1、熱風(fēng)支管2、熱風(fēng)支管補(bǔ)償器3、熱風(fēng)閥4、熱風(fēng)爐爐 殼5、熱風(fēng)管道上拉桿支座12、柔性大拉桿13、連接板14、熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15。
[0008] 本實(shí)用新型利用三角形穩(wěn)定性原理，在熱風(fēng)爐爐殼5上設(shè)置熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán) 15,在熱風(fēng)支管2與熱風(fēng)總管1連接的三岔口位置設(shè)置熱風(fēng)管道上大拉桿支座12,然后利用 兩組呈三角形布置的柔性大拉桿13將熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15和柔性大拉桿支座12連接成 一體，連接方式采用焊接或螺栓連接。為方便連接可以設(shè)置連接板14。
[0009] 熱風(fēng)支管2與熱風(fēng)總管1連接的管道三岔口是三角柔性大拉桿裝置的起點(diǎn)，從這 個(gè)起點(diǎn)開始，柔性大拉桿13沿?zé)犸L(fēng)爐爐殼5的切線或交線方向布置，柔性大拉桿13與熱風(fēng) 爐爐殼5的半徑夾角是45°?120°，柔性大拉桿13與熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15的連接點(diǎn)是 三角柔性大拉桿裝置的另外兩個(gè)終點(diǎn)。
[0010] 柔性大拉桿13的截面形狀可以是Η型鋼、角鋼、圓鋼、T型鋼或矩形截面的型鋼； 柔性大拉桿13的布置形式具有方向性，在水平方向是受力強(qiáng)側(cè)，堅(jiān)直方向是受力弱側(cè)。
[0011] 熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15的截面形狀可以是Η型鋼、角鋼、Τ型鋼或矩形截面的型鋼， 熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15可以設(shè)置成360°整圓或者Γ -359°的圓弧，柔性大拉桿13與熱風(fēng) 爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15連接。
[0012] 在熱風(fēng)爐爐殼5上設(shè)置的熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15可以有效的提高熱風(fēng)爐爐殼5的 剛度，有利于熱風(fēng)支管2與熱風(fēng)爐爐殼5連接部位的穩(wěn)定。
[0013] 兩組柔性大拉桿13呈三角形布置，將拉力的作用點(diǎn)分散至熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15 上，并且遠(yuǎn)離熱風(fēng)爐爐殼5與熱風(fēng)支管2連接的開孔部位，從而減小了孔口部位鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng) 力集中問題。柔性大拉桿13需要有足夠的抗拉能力，能承受盲板力產(chǎn)生的拉應(yīng)力；同時(shí)柔 性大拉桿13還要具有一定的柔性，能夠承受熱風(fēng)爐爐殼5堅(jiān)直方向受熱上漲所產(chǎn)生的剪切 應(yīng)力，而且在安裝狀態(tài)下不會(huì)發(fā)生太大的撓度變形。
[0014] 柔性大拉桿13在布置時(shí)要考慮方向性，在水平方向應(yīng)為柔性大拉桿13的受力強(qiáng) 偵牝在熱風(fēng)爐爐殼5的堅(jiān)直膨脹方向，應(yīng)為受力弱側(cè)，如圖6的示例說明。
[0015] 綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種解決頂燃式熱風(fēng)爐爐殼5受熱上漲和熱風(fēng)支管 2盲板力的方法，利用加強(qiáng)環(huán)15和呈三角形布置的柔性大拉桿13實(shí)現(xiàn)如下功能 ：
[0016] 1、加強(qiáng)環(huán)有效的提高了熱風(fēng)爐爐殼5的剛度，改善管道開孔部位的熱風(fēng)爐爐殼5 受力結(jié)構(gòu)。
[0017] 2、呈三角形布置的大拉桿13,把熱風(fēng)爐爐殼5的受力作用點(diǎn)分散到了加強(qiáng)環(huán)15 上，并遠(yuǎn)離管道開孔部位，降低了熱風(fēng)爐爐殼5內(nèi)應(yīng)力。
[0018] 3、三角形大拉桿13與加強(qiáng)環(huán)15是相切或相交的關(guān)系，相切時(shí)，三角形拉桿13與 熱風(fēng)爐爐殼5半徑夾角是90° ;相交時(shí)，三角形拉桿與熱風(fēng)爐半徑夾角是45°?120°。
[0019] 4、大拉桿13需要具有一定的柔性，同時(shí)考慮承受盲板力產(chǎn)生的拉應(yīng)力和熱風(fēng)爐 爐殼5上漲造成的剪切應(yīng)力。
[0020] 通過本能夠有效的解決頂燃式熱風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)支管2受熱膨脹和盲板力帶來 的不利影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是傳統(tǒng)熱風(fēng)支管大拉桿的一種平面布置圖。
[0022] 圖2是傳統(tǒng)熱風(fēng)支管大拉桿的另一種平面布置圖。
[0023] 圖中，熱風(fēng)總管1、熱風(fēng)支管2、熱風(fēng)支管波紋補(bǔ)償器3、熱風(fēng)閥4、熱風(fēng)爐爐殼5、管 道上的拉桿座6、拉桿與支座連接7、熱風(fēng)支管大拉桿8、長(zhǎng)度調(diào)整螺母9、拉桿與熱風(fēng)爐支座 連接10、熱風(fēng)爐上拉桿支座11。
[0024] 圖3是本實(shí)用新型的三角形柔性拉桿實(shí)施例1的平面布置圖。
[0025] 圖4是本實(shí)用新型的三角形柔性拉桿施例2的平面布置圖。
[0026] 圖5是本實(shí)用新型的三角形柔性拉桿施例3的平面布置圖。
[0027] 圖中，熱風(fēng)總管1、熱風(fēng)支管2、熱風(fēng)支管波紋補(bǔ)償器3、熱風(fēng)閥4、熱風(fēng)爐爐殼5、熱 風(fēng)管道上拉桿支座12、柔性大拉桿13、連接板14、熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15。
[0028] 圖6是大拉桿13橫截面受力強(qiáng)側(cè)和受力弱側(cè)的示例說明，橫截面剖切位置見圖3 中A-A剖切位置。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 實(shí)施例1 :
[0030] 圖3是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0031] 由圖3可知，本發(fā)明包括：熱風(fēng)總管1，熱風(fēng)支管2,熱風(fēng)支管補(bǔ)償器3,熱風(fēng)閥4,熱 風(fēng)爐爐殼5,熱風(fēng)管道上拉桿支座12,柔性大拉桿13，，連接板14,熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15。
[0032] 在熱風(fēng)總管1與熱風(fēng)支管2連接的三岔口設(shè)置大拉桿支座12。在熱風(fēng)爐爐殼5上 設(shè)置加強(qiáng)環(huán)15,為方便連接在加強(qiáng)環(huán)15上設(shè)置連接板14。用柔性大拉桿13將拉桿支座12 和連接板14連接起來，加強(qiáng)環(huán)15是完整的360°圓環(huán)。從而可以構(gòu)成一個(gè)整體的拉桿組合 裝置，保證熱風(fēng)支管生產(chǎn)時(shí)候的安全穩(wěn)定。
[0033] 實(shí)施例2 :
[0034] 圖4是本實(shí)用新型的另一種【具體實(shí)施方式】。
[0035] 由圖4可知，本實(shí)施方式包括：熱風(fēng)總管1，熱風(fēng)支管2,熱風(fēng)支管補(bǔ)償器3,熱風(fēng)閥 4,熱風(fēng)爐爐殼5,熱風(fēng)管道上拉桿支座12,柔性大拉桿13,連接板，14,熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán) 15。
[0036] 在該實(shí)施例中，方法與圖3類似，不同之處在與可以很據(jù)實(shí)際布置情況，將兩組大 拉桿所對(duì)應(yīng)的拉桿支座12合并為一套。
[0037] 在熱風(fēng)總管1與熱風(fēng)支管2連接的三岔口設(shè)置大拉桿支座12。在熱風(fēng)爐爐殼上設(shè) 置加強(qiáng)環(huán)15,為方便連接在加強(qiáng)環(huán)15上設(shè)置連接板14。用柔性大拉桿13將拉桿支座12 和連接板14連接起來。從而可以構(gòu)成一個(gè)整體的拉桿組合裝置，保證熱風(fēng)支管生產(chǎn)時(shí)候的 安全穩(wěn)定。
[0038] 實(shí)施例3 :
[0039] 圖5是本實(shí)用新型的另一種【具體實(shí)施方式】。
[0040] 由圖5可知，本實(shí)施方式包括：熱風(fēng)總管1，熱風(fēng)支管2,熱風(fēng)支管補(bǔ)償器3,熱風(fēng)閥 4,熱風(fēng)爐爐殼5,熱風(fēng)管道上拉桿支座12,柔性大拉桿13,，連接板，14,熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán) 15。
[0041] 對(duì)于某些新建或改造工程，熱風(fēng)爐高度受到限制，加強(qiáng)環(huán)15無法做成360°完整 的一環(huán)，可在熱風(fēng)出口處斷開。
[0042] 本實(shí)施例與實(shí)施例1類似，不同之處在于熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)15不是360°整環(huán)，而 是在熱風(fēng)出口處斷開。
[0043] 在熱風(fēng)總管1與熱風(fēng)支管2連接的三岔口設(shè)置大拉桿支座12。在熱風(fēng)爐爐殼上設(shè) 置加強(qiáng)環(huán)15,為方便連接在加強(qiáng)環(huán)15上設(shè)置連接板14。用柔性大拉桿13將拉桿支座12 和連接板14連接起來。從而可以構(gòu)成一個(gè)整體的拉桿組合裝置，保證熱風(fēng)支管生產(chǎn)時(shí)候的 安全穩(wěn)定。
[0044] 本實(shí)用新型屬于高爐頂燃式熱風(fēng)爐領(lǐng)域，提供一種解決頂燃式熱風(fēng)爐鋼結(jié)構(gòu)受熱 膨脹和熱風(fēng)支管2盲板力的方法，適合于解決頂燃式熱風(fēng)爐爐殼5、熱風(fēng)支管2鋼結(jié)構(gòu)受熱 以后的膨脹問題，提高熱風(fēng)爐在生產(chǎn)操作時(shí)的安全性。
[0045] 本實(shí)用新型三角形布置的熱風(fēng)管道柔性拉桿，具有多種實(shí)施方案，附圖只作解釋 說明用，并非對(duì)本發(fā)明的限制。任何未脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思路，對(duì)本發(fā)明作非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)的， 均仍屬于本實(shí)用新型的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種熱風(fēng)管道三角形柔性大拉桿裝置，包括：熱風(fēng)總管、熱風(fēng)支管、熱風(fēng)支管補(bǔ)償 器、熱風(fēng)閥、熱風(fēng)爐爐殼；其特征在于：在熱風(fēng)爐爐殼（5)上設(shè)置熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)（15)，在 熱風(fēng)支管（2)與熱風(fēng)總管（1)連接的三岔口位置設(shè)置熱風(fēng)管道上大拉桿支座（12)，然后利 用兩組呈三角形布置的柔性大拉桿（13)將熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)（15)和柔性大拉桿支座（12) 連接成一體，連接方式采用焊接或螺栓連接； 熱風(fēng)支管（2)與熱風(fēng)總管（1)連接的管道三岔口是三角柔性大拉桿裝置的起點(diǎn)，從這 個(gè)起點(diǎn)開始，柔性大拉桿（13)沿?zé)犸L(fēng)爐爐殼（5)的切線或交線方向布置，柔性大拉桿（13) 與熱風(fēng)爐爐殼（5)的半徑夾角是45°?120°，柔性大拉桿（13)與熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)（15) 的連接點(diǎn)是三角柔性大拉桿裝置的另外兩個(gè)終點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，柔性大拉桿（13)的截面形狀為Η型鋼、角 鋼、圓鋼、Τ型鋼或矩形截面的型鋼。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，三角柔性大拉桿裝置共兩組，分別位于熱 風(fēng)支管（2)的上、下部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)（15)的截面形狀為是 Η型鋼、角鋼、Τ型鋼或矩形截面的型鋼，熱風(fēng)爐爐殼加強(qiáng)環(huán)（15)設(shè)置成360°整圓或者 Γ -359°的圓弧。
【文檔編號(hào)】C21B9/10GK203904381SQ201420272791
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月24日
【發(fā)明者】張福明, 毛慶武, 銀光宇, 李欣, 梅叢華, 許云, 曹朝真, 胡祖瑞, 孟玉杰, 楊森 申請(qǐng)人:北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司